第一篇：熱力學總結(jié)及學習感想

熱

力 學 總 結(jié) 及 學習感 想

姓名：劉超

學號：11081020107

專業(yè)班級：自動化113班

學習感想

“自1887年，奧斯特瓦爾德（Ostwald）和范特霍夫（van’t Hoff）創(chuàng)辦了世界上第一份《物理化學雜志》便標志著物理化學學科的誕生，而經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展它亦形成了一門內(nèi)容十分豐富的學科。（劉國杰 《物理化學導讀》 科學出版社）”。雖然這學期對物理化學的學習僅限于第一章的氣體、第二章的熱力學第一定律、第三章的熱力學第二定律，但對于我來說已經(jīng)足夠了，已經(jīng)有了充足的時間能讓我對這門學科進行系統(tǒng)性的認識，掌握對其的學習方法。剛接觸物理化學這個名詞時對于這門即將學習的學科產(chǎn)生了些許疑問。高中的課程也有過物理、化學，但他們兩者之間能有什么聯(lián)系嗎？當時我還真的沒有找出答案，感覺這完全是兩個不著邊的學科。隨著學習的深入才發(fā)現(xiàn)原來他們兩個是緊密相連的，“物理化學是利用物理學的原理和實驗方法研究化學理論問題的學科。(劉國杰 《物理化學導讀》 科學出版社)”。而數(shù)學作為物理學的基礎(chǔ)也穿插其中并扮演了十分重要的角色，特別是那一大堆的偏微分公式。這真是一件讓人見著就頭痛的事，因為前期沒有好好學習高數(shù)所以要理解這些公式對我來說便顯得特別的吃力。為了能跟上老師的節(jié)奏只有自己利用課后時間復習高數(shù)，但光復習高數(shù)是遠遠不夠的。比如對于高中學習過的氣體狀態(tài)方程：pV=nRT，熱力學溫度與攝氏溫度的轉(zhuǎn)換關(guān)系：T=（t/℃+273.15）K，兩分子間總的作用勢能：E?E吸引?E排斥=-AB +早已忘記其中各個字母所代表的的物理量和含義了。由于其616rr是一個交叉的，覆蓋面廣的學科，在復習以前知識的同時也要自己去了解課外的知識，并將它們?nèi)跁炌?。這些也讓我逐漸接受了一個觀念，夸大了教師在學習上的作用?！瓣P(guān)于教與學，向來就有獵槍與干糧，魚與漁之爭，干糧與魚總有吃盡的時候，而唯有成為漁翁和獵人才有取之不盡的食物，那種把一切都在課堂上講懂的是不負責任的大學教師，一個孩子總要斷奶，教師的作用是釋疑，使學生在學習上少走彎路、事半功倍。丟掉幻想，一切靠自己專研、思考和領(lǐng)悟。這猶如沒有包治百病的靈丹妙藥，根本不可能存在適合任何人的學習方法。（百度文庫《物理化學的學習方法》）”。而我們?nèi)狈Φ恼悄欠N自學、自我思考、領(lǐng)悟的精神，不懂得將所學的知識彼此串聯(lián)起來。

如今通過對物理化學這門課程的學習，我知道了自學與思考的重要性并開始有意識的培養(yǎng)自己這方面的能力。明白了以前那套死記公式的方法是行不通的，公式并不重要重要的是公式的推導和使用條件及意義。以下就是我對第二章熱力學第一定律與第三章熱力學第二定律的一些總結(jié)。

總結(jié)

一、熱力學第一定律

定義：“能量有各種各樣形式，并能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，但在轉(zhuǎn)變過程中能量的總數(shù)量不變，將能量守恒原理應用在以熱與功進行能量交換的熱力學過程，就稱為熱力學第一定律。（肖衍繁 《物理化學（環(huán)境類）》 天津大學出版社）”。

?U?Q?W

若系統(tǒng)變化為無限小量時，上式寫成

dU?δQ?δW

規(guī)定系統(tǒng)吸熱為正，放熱為負。系統(tǒng)得功為正，對環(huán)境作功為負。

關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)的一個重要結(jié)論：“系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)只取決于系統(tǒng)狀態(tài)，當系統(tǒng)的狀態(tài)確定后，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)就有確定的值；當系統(tǒng)由某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)的變化值只取決于始、終兩狀態(tài)，而與系統(tǒng)變化的具體路徑無關(guān)。（肖衍繁 《物理化學（環(huán)境類）》 天津大學出版社）”。

1.焓的定義式

H?U?pV

焓是狀態(tài)函數(shù)，具有廣度性質(zhì)，并具有能量的量綱，但沒有確切的物理意義。

def焓變

（1）?H??U??(pV)

式中?（pV）為pV乘積的增量，只有在恒壓下?(pV)?p(V2?V1)在數(shù)值上等于體積功。

1（2）

?U??nCv,mdT2

此式適用于理想氣體單純pVT變化的一切過程，或真實氣體的恒壓變溫過程，或純的液體、固體物質(zhì)壓力變化不大的變溫過程。

2.熱容

定義：在不發(fā)生相變化和化學變化的前提下，系統(tǒng)與環(huán)境所交換的熱與由此引起的溫度變化之比稱為系統(tǒng)的熱容。

C?lim(?T?0defQ?Q)??TdT

由某一溫度變化范圍內(nèi)測得的熱交換值計算出的熱容值，只能是一個平均值，稱為平均熱容。即(1)定壓熱容和定容熱容

CP?Cv?（2）摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容

C?—Q?T

?QPdTdT?(?H?(?U?T?T)P)V

?QPCp,m?Cp,m?CPCvnn?(?(?Hm?T?T)p)v

?Um上式分別適用于無相變變化、無化學變化、非體積功為零的恒壓和恒容過程。

3標準摩爾燃燒焓

定義：在溫度為T，參與反應各物質(zhì)均處在標準下，1mol?相的化合物B在純氧氣中氧化反應至指定的穩(wěn)定產(chǎn)物時，將該反應的標準摩爾反應焓稱為化合物B（?）在溫度T時的標準摩爾燃燒焓，用符號?cHm表示。

4.標準摩爾反應焓

????rHm??VB?fHm(B,?)???VB?CHm(B,?)

式中?fHm(B,?)及?cHm(B,?)分別為相態(tài)為的物質(zhì)B的標準摩爾生成焓和標準摩爾燃燒焓。上式適用于?=1 mol，在標準狀態(tài)下的反應。??

二、熱力學第二定律

關(guān)于定義的兩種代表性的說法：

克勞修斯說法:“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。” 開爾文說法：“不可能從單一熱源取出熱并使之全部變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓！?/p>

1.卡洛循環(huán)

定義：熱機熱機的效率定義為

（恒溫膨脹），向低溫熱源T2放熱Q2，同時對外做功（-W）。T1吸收Q1???defW Q1即對外做功（-W）占從高溫熱源吸熱Q1的比例。

2熵函數(shù)

定義：表示體系中微觀粒子混亂度的一個熱力學函數(shù)。

dS??QrT

3.熱力學第二定律的數(shù)學表達式

?S??BAAB?QT

4.亥姆霍茲函數(shù)

A?U?TS

A稱為亥姆赫茲函數(shù)，它和H一樣由狀態(tài)函數(shù)組合得來，顯然也是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，也和U、H一樣是廣度性質(zhì)。

def5.吉布斯函數(shù)

G?H?TS

在等溫等壓條件下，一個封閉系統(tǒng)所能做的最大非體積功等于其吉布斯函數(shù)的減少。若過程不可逆，則所能做的最大非體積功小于其吉布斯函數(shù)的減少；反過來則是環(huán)境對系統(tǒng)所做的非體積大于其吉布斯函數(shù)的增加。

def6.四個基本公式

dH?TdS?Vdp dA??SdT?pdV

dU?TdS?pdV dG??SdT?Vdp

其中

?U?H?U?A)V?()p p??()S??()T ?S?S?V?V?H?G?A?G v?()S?()T S??()V??()P

?P?P?T?T T?(主要參考文獻: 《物理化學導讀》 劉國杰 黑恩成編著 科學出版社

《多媒體CAI物理化學》（第四版）傅玉普編著 大連理工大學出版社 《物理化學（環(huán)境類）》 肖衍繁編著 天津大學出版社 《物理化學》 劉彬 盧榮主編 華中科技大學出版社

第二篇：工程熱力學學習感想

前言：工程熱力學是以研究熱能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)換規(guī)律、工質(zhì)的熱力性質(zhì)及各種熱力裝置工作情況的分析的一門學科。目前，熱力學的研究范圍已涉及到化工、空調(diào)以及近代的低溫、超導、電磁及生物等各個領(lǐng)域。工程熱力學屬于應用科學的范疇，是工程科學的重要領(lǐng)域之一，是工程類各專業(yè)本科生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是研究熱能和機械能相互轉(zhuǎn)換的基本原理和規(guī)律，一提高熱能利用為基礎(chǔ)的一門學科。

工程熱力學是研究熱能和機械能相互轉(zhuǎn)換的基本原理和規(guī)律，一提高熱能利用為基礎(chǔ)的一門學科，屬于應用科學的范疇，是工程科學的重要領(lǐng)域之一，是工程類各專業(yè)本科生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是農(nóng)業(yè)工程類、能源工程類、、電氣信息類等專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。工程熱力學是關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀理論，它主要以熱力學第一定律、熱力學第二定律作為推理的基礎(chǔ)，通過物質(zhì)的壓力、溫度、比容等宏觀參數(shù)和受熱、冷卻、膨脹、收縮等整體行為，對宏觀現(xiàn)象和熱力過程進行研究，通過對熱力系統(tǒng)、熱力平衡、熱力狀態(tài)、熱力過程、熱力循環(huán)和工質(zhì)的分析研究，改進和完善熱力發(fā)動機、制冷機和熱泵的工作循環(huán)，提高熱能利用率和熱功轉(zhuǎn)換效率。

自然能源的開發(fā)和利用更是人類走向繁榮的起點能源開發(fā)和利用的程度是生產(chǎn)發(fā)展的一個重要標志。能源的開發(fā)和利用，不但推動著社會生產(chǎn)力的發(fā)展與進步，而且與國民經(jīng)濟發(fā)展有著密切的聯(lián)系。能源是指為人類生產(chǎn)和日常生活提供各種能量和動力的物質(zhì)資源。迄今為止，自然界中已為人們發(fā)現(xiàn)的可被利用的能源主要有風能、水能、太陽能、地熱能、海洋潮汐能、核能及燃料的化學能等。在眾多能源中，人們從自然能源中獲得能量的主要形式是熱能。但是長期以來，我們總是以為我國地大物博，資源豐富。然而，我國是世界上人口最多的國家，人均資源水平極低，幾乎所有人均資源都低于世界的平均水平，能源的使用已經(jīng)達到瓶頸的狀態(tài)，能源利用率低下，污染較嚴重，因此，運用工程熱力學的理論知識，對實際工作中的熱力過程和熱力循環(huán)進行分析，才能提出提高能源利用經(jīng)濟性的具體途徑與措施。

大唐吉林發(fā)電有限公司坐落在吉林省省會長春市，是中央直接管理的國有獨資公司、特大型發(fā)電企業(yè)中國大唐集團公司投資設(shè)立的國有獨資公司。2004年9月30日正式登記成立，擁有在役及在建火力、風力發(fā)電、熱力及煤化工綜合利用等企業(yè)。其中，火力發(fā)電廠兩臺30萬機組，年用煤量300萬噸左右。如果發(fā)電廠的效率提高1%,那一年即可少用大約3萬噸。由于市場供求關(guān)系的影響，標煤的價格漲幅不定，以一般標煤價格550元每噸左右，一年大概可節(jié)省1650萬元。再假想全國所有的電廠都如此，那么節(jié)省的數(shù)目就應該以億來計算了。

所以作為一名熱能與動力工程專業(yè)的學生，扎實地學好工程熱力學，才能熟練運用工程熱力學的理論知識，對實際工作中的熱力過程和熱力循環(huán)進行分析，提出提高能源利用經(jīng)濟性的具體途徑與措施，做到真正的節(jié)約能源。

第三篇：熱力學發(fā)展史閱讀感想

熱力學發(fā)展史閱讀感想

廖瑞杰

(北京航空航天大學 能源與動力工程學院，北京 100191)“熱”這一個字伴隨著人類的發(fā)展，人們對熱的本質(zhì)及熱現(xiàn)象的認識經(jīng)歷了一個漫長的、曲折的探索過程。在古代，人們就知道冷與熱的差別，能夠利用摩擦生熱、燃燒、傳熱、爆炸等熱現(xiàn)象，來達到一定的目的。溫度對于熱力學研究起著至關(guān)重要的作用。溫度的定義以及測量是熱力學的開端，三個熱力學基本定律的發(fā)現(xiàn)是貫穿熱力學發(fā)展史的線索。

在17 世紀中，雖然有些科學家對溫度的測定及溫標的建立，作出不同程度的貢獻，提供了有益的經(jīng)驗和教訓。但是，由于沒有共同的測溫基準，沒有一致的分度規(guī)則，缺乏測溫物質(zhì)的測溫特性的資料，以及沒有正確的理論指導，因此，在整個17 世紀中，并沒有制作出復現(xiàn)性好的、可供正確測量的溫度計及溫標。在18 世紀中，“測溫學”有較大的突破。其中最有價值的是，1714 年法倫海脫所建立的華氏溫標，以及1742 年攝爾修斯所建立的攝氏溫標（即百分溫標）。華氏溫標是以鹽水和冰的混合物作為基準點（0°F），而以水的冰點（32°F）及水的沸點（212°F）作為固定參考點。攝氏溫標是以

水的冰點（100℃）及水的沸點（0℃）作為固定參考點及基準點，并把他們分作100等分，每個間隔定義為一度，故稱之為百分溫標。1749 年，該溫標的基準點及固定參考點，被攝爾修斯的助手斯托墨顛倒過來，這就是后來常用的攝氏溫標。

18世紀末19世紀初，隨著蒸汽機在生產(chǎn)中的廣泛應用，人們越來越關(guān)注熱和功的轉(zhuǎn)化問題。于是，熱力學應運而生。1798年，湯普生通過實驗否定了熱質(zhì)的存在。德國醫(yī)生、物理學家邁爾在1841-1843年間提出了熱與機械運動之間相互轉(zhuǎn)化的觀點，這是熱力學第一定律的第一次提出。在熱力學第一定律提出之前，人們一直圍繞著制造永動機的可能性問題展開激烈的討論，尤其是到了19世紀早期，不少人沉迷于一種神秘機械——第一類永動機的制造，因為這種設(shè)想中的機械只需要一個初始的力量就可使其運轉(zhuǎn)起來，之后不再需要任何動力和燃料，卻能自動不斷地做功。直至熱力學第一定律發(fā)現(xiàn)后，第一類永動機的神話才不攻自破。一：熱力學第一定律

1．熱力學第一定律的文字表述

自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同形式，它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個物體傳遞給另一個物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞中能量的數(shù)量保持不變。該定律就稱為熱力學第一定律，也稱為能量轉(zhuǎn)換與守恒定律，這一定律也被表示為：第一類永動機（不消耗任何形式的能量而能對外做功的機械）是不能制作出來的。

2.熱力學第一定律建立的成因 １）理論——邁爾

邁爾是明確提出“無不能生有”，“有不能變無”的能量守恒與轉(zhuǎn)化思想的第一人。而這理論正是建立熱力學第一定律的基礎(chǔ)。２）實驗——焦耳

由于焦耳精心嚴謹?shù)剡M行了熱功當量測定等一系列實驗，奠定了熱力學第一定律的實驗基礎(chǔ)，得到了人們的認同。

３）一批科學家的不懈努力

亥姆霍茲將能量守恒定律第一次以數(shù)學形式提出來，而卡諾、賽貝等人也都有過這方面的見解。正是因為眾多科學家的不斷努力，才使得熱力學第一定律的建立的更加迅速。

二、熱力學第二定律的建立

在實際情況中，并不是所有滿足熱力學第一定律的過程都能實現(xiàn)，比如熱不會自動地由低溫傳向高溫，過程具有方向性。這就導致了熱力學第二定律的出臺?？?、克勞修斯、開爾文、玻爾茲曼等科學家為此做了重要貢獻。

卡諾定理是尼古拉·卡諾于1824年在《談談火的動力和能發(fā)動這種動力的機器》中發(fā)表的有關(guān)熱機效率的定理。值得注意的是定理是在熱力學第二定律提出20余年前已然提出，從歷史角度來說其為熱力學第二定律的理論來源。但是卡諾本人給出的證明是在熱質(zhì)說的錯誤前提下進行的證明，而對于其相對嚴密的證明需要熱力學第二定律。這也就使得克勞修斯和開爾聞等科學家有了“用武之地”，為熱力學做出了突出的貢獻。

熱力學第二定律有幾種表述方式：

克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體；

開爾文-普朗克表述：不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響?；蛘呤堑诙愑绖訖C無法被制造。

熵表述：隨時間進行，一個孤立體系中的熵總是不會減少。

熱力學第一、二定律的提出，基本確立了熱力學的框架。但是有關(guān)物質(zhì)在低溫下的熱力學性質(zhì)和預測化學反應常數(shù)方面，還需要差不多半個世紀后斯特提出的熱力學第三定律。這也就使得熱力學第三定律在熱力學中也占據(jù)重要的位置。

三、熱力學第三定律的建立

1906年，德國物理學家能斯特在研究低溫條件下物質(zhì)的變化時，把熱力學的原理應用到低溫現(xiàn)象和化學反應過程中，發(fā)現(xiàn)了一個新的規(guī)律，這個規(guī)律被表述為：“當絕對溫度趨于零時，凝聚系(固體和液體）的熵（即熱量除以溫度的商）在等溫過程中的改變趨于零?！钡聡锢韺W家普朗克把這一定律改述為：“當絕對溫度趨于零時，固體和液體的熵也趨于零?！边@就消除了熵常數(shù)取值的任意性。1912年，能斯特又將這一規(guī)律表述為絕對零度不可能達到原理：“不可能使一個物體冷卻到絕對溫度的零度。”這就是熱力學第三定律。

1940 年R.H.否勒和 E.A.古根海姆還提出熱力學第三定律的另一種表述形式：任何系統(tǒng)都不能通過有限的步驟使自身溫度降低到0K，稱為0K不能達到原理。

四、熱力學第零定律

繼熱力學第一、二、三三大定律后，英國物理學家福勒又提出了第零定律。第零定律和文章開頭提到的溫度有著密切的關(guān)系。他的重要性在于它給出了溫度的定義和溫度的測量方法。定律中所說的熱力學系統(tǒng)是指由大量分子、原子組成的物體或物體系。它為建立溫度概念提供了實驗基礎(chǔ)。這個定律反映出：處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學系統(tǒng)都具有一個共同的宏觀特征，這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù)，這個狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度。而溫度相等是熱平衡之必要的條件。雖然他是最后提出來的，足足比第一、二定律遲了80年，但是他是三大定律的基礎(chǔ)，這也就順理成章的成為了“第零”這個偉大的定律。

與此同時，在應用熱力學理論研究物質(zhì)性質(zhì)的過程中，還發(fā)展了熱力學的數(shù)學理論，找到了反映物質(zhì)各種性質(zhì)的相應的熱力學函數(shù)，研究了物質(zhì)在相變、化學反應和溶液特性方面所遵循的各種規(guī)律。1906年，德國的能斯脫在觀察低溫現(xiàn)象和化學反應中發(fā)現(xiàn)熱定理；1912年，這個定理被修改成熱力學第三定律的表述形式。

現(xiàn)如今，隨著熱力學的快速發(fā)展，人們對超高壓、超高溫水蒸汽等物性，和極低溫度的研究不斷獲得新成果。隨著對能源問題的重視，人們對與節(jié)能有關(guān)的復合循環(huán)、新型的復合工質(zhì)的研究發(fā)生了很大興趣。單一學科已不能滿足熱力學發(fā)展的需求，這就需要多學科相互滲透，綜合研究，理論與實驗同時開展，基礎(chǔ)研究與技術(shù)開發(fā)相結(jié)合，以促進這一領(lǐng)域更好的發(fā)展。

第四篇：熱力學的建立及感想

熱力學的建立及感想

熱力學第二定律是在能量守恒定律建立后不久建立起來的，它的建立與19世紀20年代卡諾對于熱機的研究有著密切的關(guān)系。卡諾在探索提高熱機效率的研究工作中，抓住了熱機的本質(zhì)，撇開了各種次要因素，抽象出一個僅僅工作于一個高溫熱源和一個低溫熱源（冷源）間的理想熱機（卡諾熱機），他把這樣一個熱機比擬為水輪機：“我們可以足夠確切地把熱的動力比之于瀑布……瀑布的動力取決于液體的高度和液體的量；而熱的動力同樣取決于所用熱質(zhì)的量以及熱質(zhì)的‘下落高度’，即交換熱質(zhì)的兩物體之間的溫度差。”卡諾所處的時代正是熱質(zhì)說占統(tǒng)治地位的時代，卡諾的這段話也是熱質(zhì)說的反映。現(xiàn)在看起來當然是不對的，但是他得到的結(jié)論卻是正確的：“單獨提供熱不足以給出推動力，還必須要冷。沒有冷，熱將是無用的?！彼呀?jīng)接觸到了熱力學第二定律的邊緣。

英國物理學家開爾文（原名湯姆遜）在研究卡諾和焦耳的工作時，發(fā)現(xiàn)了某種不和諧：按照能量守恒定律，熱和功應該是等價的，可是按照卡諾的理論，熱和功并不是完全相同的，因為功可以完全變成熱而不需要任何條件，而熱產(chǎn)生功卻必須伴隨有熱向冷的耗散。他在1849年的一篇論文中說：“熱的理論需要進行認真改革，必須尋找新的實驗事實?！蓖瑫r代的克勞修斯也認真研究了這些問題，他敏銳地看到不和諧存在于卡諾理論的內(nèi)部。他指出卡諾理論中關(guān)于熱產(chǎn)生功必須伴隨著熱向冷的傳遞的結(jié)論是正確的，而熱的量（即熱質(zhì)）不發(fā)生變化則是不對的?？藙谛匏乖?850年發(fā)表的論文中提出，在熱的理論中，除了能量守恒定律以外，還必須補充另外一條基本定律：“沒有某種動力的消耗或其他變化，不可能使熱從低溫轉(zhuǎn)移到高溫?！边@條定律后來被稱作熱力學第二定律。克勞修斯的表述在現(xiàn)代教科書中一般表述為：

不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。

第二年（1851年）開爾文提出了熱力學第二定律的另一種表述方式，開爾文的表述在現(xiàn)代教科書中一般表述為：

不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其他影響。

開爾文的表述更直接指出了第二類永動機的不可能性。所謂第二類永動機，是指某些人提出的例如制造一種從海水吸取熱量，利用這些熱量做功的機器。這種想法，并不違背能量守恒定律，因為它消耗海水的內(nèi)能。大海是如此廣闊，整個海水的溫度只要降低一點點，釋放出的熱量就是天文數(shù)字，對于人類來說，海水是取之不盡、用之不竭的能量源泉，因此這類設(shè)想中的機器被稱為第二類永動機。而從海水吸收熱量做功，就是從單一熱源吸取熱量使之完全變成有用功并且不產(chǎn)生其他影響，開爾文的說法指出了這是不可能實現(xiàn)的，也就是第二類永動機是不可能實現(xiàn)的。因此熱力學第二定律的開爾文表述也可簡述為：

第二類永動機是不可能造成的。

克勞修斯和開爾文關(guān)于熱力學第二定律的表述是完全等價的，他們都是指明了自然界宏觀過程的方向性，或不可逆性。克勞修斯的說法是從熱傳遞方向上說的，即熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。這里“不引起其他變化”是很重要的。利用致冷機就可以把熱量從低溫物體傳向高溫物體，但是外界必須做功。開爾文的說法則是從熱功轉(zhuǎn)化方面去說的。功完全轉(zhuǎn)化為熱，即機械能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能可以的，在水平地面上運動的木塊由于摩擦生熱而最終停不來就是一個例子。但反過來，從單一熱源吸取熱量完全轉(zhuǎn)化成有用功而不引起其他影響則是不可能的。所謂“單一熱源”，是指溫度均勻并且保持恒定的熱源，如果熱源的溫度不是均勻的，則可以從溫度較高處吸收熱量，又向溫度較低處放出一部分，這就等于工作在兩個熱源之間了。所謂“不產(chǎn)生其他影響”，是指除了從單一熱源吸熱，這些熱量全部用來做功以外，其他都沒有變化。如果沒有“不產(chǎn)生其他影響”這個限制，從單一熱源吸熱而全部轉(zhuǎn)化為功是可以做到的，例如理想氣體在等溫膨脹過程中，氣體從熱源吸熱而膨脹做功，由于這過程中理想氣體保持溫度不變，而理想氣體又不考慮分子勢能，因此氣體的內(nèi)能保持不變，從熱源吸收的熱量就全部轉(zhuǎn)化成了功，但是這過程中氣體的體積膨脹了，因此不符合“不產(chǎn)生其他影響”的條件。下面我們從反面來說明這兩種說法的確是等價的：

①如果我們否定克勞修斯的說法，認為熱量可以自發(fā)地從低溫物體B傳向高溫物體A，見圖4－1（a）的示意圖，設(shè)這個熱量為Q，我們再設(shè)想有一個卡諾熱機，從高溫熱源A吸取熱量Q，一部分轉(zhuǎn)化為有用功W，另一部分Q′傳給了低溫熱源B，這樣的整個過程中，高溫熱源A沒有發(fā)生變化，相當于只從低溫熱源B吸收了（Q－Q′）的熱量而全部轉(zhuǎn)化為有用功，而不產(chǎn)生其他影響，從而開爾文的說法也就被否定了。

②反過來，如果我們否定了開爾文的說法，認為可以從單一熱源A吸取熱量，全部轉(zhuǎn)化為有用功而不產(chǎn)生其他影響，見圖4－1（b）的示意圖，設(shè)這部分熱量為Q1，做的有用功為W1（Q1－W1），我們再設(shè)想這部分有用功是帶動一個理想的致冷機工作，它從另一個低溫熱源B處吸收熱量Q2，向熱源A放出熱量Q1′，則滿足Q1′=Q2＋W1，而Q1=W1，所以Q1′=Q2＋Q1。這樣，總的效果相當于從低溫熱源B處吸收了熱量Q。，向高溫熱源A放出的熱量Q1′，在補償了Q1以后，正好也是Q2，這就等于熱量Q。自發(fā)地從低溫熱源B傳向了高溫熱源地并沒有發(fā)生其他變化，這就否定了克勞修斯的說法。

以上我們從正反兩個方面說明了關(guān)于熱力學第二定律的兩種說法是等價的，它們都是關(guān)于自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程的進行方向的規(guī)律。其實，熱力學第二定律還可以有其他很多種不同的表述方式。例如我國有一句成語“覆水難收”，其實是“覆水不收”。臉盆里的水潑到地上，是不可能再收回來的，這也可以看作是熱力學第二定律的一種表述形式。廣義地講，只要指明某個方面不可逆過程進行的方向性就可以認為是熱力學第二定律的一種表述，因為所有不可逆。

第五篇：研究生材料熱力學重點總結(jié)

熱力學第一定律：能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：自然界的一切物質(zhì)具有能量，能量有各種不同形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在轉(zhuǎn)化中，能的形式可以轉(zhuǎn)化，但能量的總值不變。將能量守恒定律應用到熱力學上，就是熱力學第一定律。熱力學第一定律反映了系統(tǒng)對外作功必須從外界吸收熱量或者減少系統(tǒng)內(nèi)能，即第一類永動機不可能實現(xiàn)。

熱力學第一定律的數(shù)學表達形式：ΔU = Q + W

物理意義：體系內(nèi)能的增量等于體系吸收的熱量減去體系對環(huán)境作的功。包括體系和環(huán)境在內(nèi)的能量守恒。熱力學第二定律：功可以自發(fā)地全部變?yōu)闊?，但熱不可能全部轉(zhuǎn)化為功，而不引起任何其它變化，即不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其它變化。實質(zhì)：自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的。熱力學第二定律指出，凡是自發(fā)過程都是不可逆的，而且一切不可逆過程都可以與熱功交換的不可逆性相聯(lián)系。本質(zhì)：一切不可逆過程都是向混亂度增加的方向進行。熱力學第三定律所描述的就是關(guān)于絕對零度時的熵S0的問題：在OK時任何純物質(zhì)的完美晶體的熵值等于零。只要測得熱容Cp和其它量熱數(shù)據(jù)，便可計算出物質(zhì)在溫度T時的熵值，從而使過程熵變的計算問題得到解決。

五.計算題

純金屬固態(tài)相變的體積效應：除非有可以理解的特殊理由，所有純金屬的加熱固態(tài)相變都是由密排結(jié)構(gòu)向疏排結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。即，加熱相變要引起體積的膨脹。